结果发现官方现有的一些地形图标示的数据不准确，海防炮台的位置也有错误，于是向张之洞上书，指出当前官方广州周边海防地图错误之处。这引起了张之洞极大重视。张之洞特地于1886年放暑假前请他到总督衙门，对他说：“眷诚啊，你的来函真的很有见地，我想啊，你既然精通测绘，能否带几个学生到海上实习，实地将广东海防进行一次全面测绘，以图精准，方便防务。”
詹天佑说：“多谢总督大人。不过，在下只是根据黄埔周边的情况谈了一些意见，要真是测绘整个广东省的海防地形，恐怕要到海疆实地测绘，颇费时日。”
张之洞说：“准确的海防地形图绘制是千秋万代的事，费时费日我知道，关键是要精准。这样吧，我安排一艘中型海轮，你选三五个对测绘有兴趣和基础的博学馆学生，协助你，哪怕是花数月时间，测绘一套精准的广东沿海海图来。你意下如何？”
詹天佑思考了一会儿说：“这样也好，既能测绘精准海图为海防之用，又能培养学员实地操作测绘之技能。”
张之洞说：“就这么定了，你到博学馆交待一下，利用假期，带上几位学员，将整个广东海防线全面测绘一下，如假期时日不够，下学期开学晚一些也没关系，你去与学堂总教习协调好。”
詹天佑调用了博学馆的一艘中型教练舰，除了舰船的驾驶人员外，选了十位学员随舰参与测绘实习。他们从黄埔长洲岛向珠江下游航行，带着原来的广东海防图、望远镜、测量仪和绘图设备。
舰船开出长洲岛不远，詹天佑让驾驶开慢一些，他站在甲板上，望着江北连绵的群山，有几个学员围到他身边。学员们随着詹天佑的视线望去，只见不远处在一片古榕树的掩映下，有一座庙宇，有一些香火的烟雾飘飘缈缈在空中盘旋，庙前的水面上还有一些路过的民船在燃放编炮。詹天佑说：“你们看，那里是南海神庙，是老百姓祭祀南海神洪圣大王的地方。此处，原是广州的外港，在唐宋时期，进出广州的商船都会经过此处，船员进庙拜神后再出海。”
一个叫李福生的学员说：“听说那里面有一个达奚司空神，是古印度船员的化身。”
詹天佑说：“是啊，在古时候，有很多外国船进出广州，他们都是来做生意的，中外和平贸易，还有不少外国人在广州定居了下来呢。”
一个叫金不换的学员说：“不知道为什么，现在的番鬼佬却带着兵船来我国，动不动就打仗？”
詹天佑说：“这叫此一时彼一时。古时候我们中华文明发达，万国来朝，可是近代以来，世界形势发生很大变化，我们大清国太古老了，对近代世界科学技术了解不够啊。所以张大人要创办博学馆，让你们多学点新知识新技能。”
李福生说：“何不我们也去那里烧柱香，祈求南海神保佑我们这次海上测绘成功？”
詹天佑说：“没有时间了，我们在这船头拜拜就可以了。”于是双手合拾，向着南海神庙拜了三拜，其他学员也跟着他拜了。
金不换问詹天佑：“詹教习，我们以往的洋文教习说，西洋人不信神不信鬼，只信奉上帝，是这么回事吗？”
詹天佑说：“是不是苏锐钊教习告诉你们的？”
金不换说：“是的。其他教习也说过。”
詹天佑说：“确实是这样。西洋人既不信神也不信鬼，他们信奉上帝。”
李福生说：“詹教习在花旗国那么多年，你认为到底有没有鬼神或上帝？”
詹天佑说：“其实神也好，鬼也好；上帝也好，都是人们心中的一种信念。我是大清国的人，我当然信大清国的神啦。”
金不换说：“难怪你刚才拜神拜得那么象模象样？”
詹天佑说：“我们是社会的一员，只要是我们的社会要求我们的，我们都要做得象模象样，否则的话，别人还不把我当作红毛子？”他边说自己先笑了，其他学员也跟着笑。
舰船继续往前开行，詹天佑带了几个学员站在甲板上，架着测量仪，对着旧海图，一处一处测绘。
行到虎门江面，测绘完后，詹天佑让驾驶把舰船开到岸边，对学员们说：“当年林则徐在此处销烟，点燃了鸦片战争的导火索。后来鸦片战争爆发时，这里也是大清国水师抗敌的重镇。我们既然来到这里，大家上岸看看吧。”
詹天佑带着学员们上岸，那里有一些水师兵勇守着，詹天佑把两广总督府发的通行公文给岸上的兵勇看了，兵勇见詹天佑是五品军功的教习，都非常客气、礼貌。
詹天佑表情凝重地行走在要塞之间，抚摸着那些伤痕累累的炮台，鸦片战争失败的情感之痛在詹天佑和学员们的心中都有一种难于承受之重。望着辽阔的江面，对面是番禺南沙的大角山，如果周围没有人的话，詹天佑真想仰天长啸一声，关天培冒着炮火指挥战争的情形在他脑海里一遍又一遍地被想象着。他看看脚下这块土地，茂盛的野草之间，不时地冒出一块块碑刻来，有时候他蹲下身子仔细读着，那一个个熟悉或陌生的名字，一桩桩感人的故事，让他心中无法平静。这时，金不换大声说：“詹教习，这里一块碑很奇怪，画了一匹马，唉，这马好有生气耶！”
詹天佑和几个学员都走了过去，他蹲下身子，只见一块碑的中间画了一匹昂首跃步的骏马，一足提起，抬头挺胸，很有生气，他用手撩开了石碑上沿的杂草，只见碑文上方刻着《节马图》三个字，碑文非常清晰，碑文上写着：
节马者，都督陈连升之马也。庚子冬，沙角陷，公父子死之。马为逆夷所获至香港，群夷饲之不食，近则蹄击。跨则堕摇，逆怒刀斫不从，放置香港山中，草亦不食，向沙滩北面悲鸣。必以手捧之，若置地，则昂首而去，以其地为夷有也。每华人围视，指为陈公马，即泪涔涔下；或呼能带归，亟摇尾随之，然逆终不肯放还，以致饥饿骨立，犹守节不变。道光壬寅（1842）四月马卒香港。
接着是一首《节马行》的诗：
君不见
太白经天海出血，将星坠地天厩折。
搀枪一起海氛生，人兮物兮成大节。
岭南虎海为天关，天设险阻门重环。
沙角首当第一隘，英夷突犯先功攀。
乃公死守不肯下，大帅畏令避三舍。
跋前踬后可奈何，公子精忠贯华夏。
岂知有马心如公，汗血霜蹄曾立功。
胡沙百战骋神骏，雄姿壮志同群空。
主人云亡竟被执，泪眼盈盈垂涕泣。
恨不行空驾烈魂，追随神武天门入。
逆夷牵向香港中，悲嘶首北难朝东。
抚摩叫跑跨摇堕，侧目疾视仇讎同。
贞操耻贪夷人粟，只受吾华芻一束。
忍饥忍痛骨如柴，山下采薇犹自辱。
古来骐骥传名驹，如斯节烈前古无。
良马之性犹人性，乌锥赤兔难齐驱。
可知天朝忠义洽，马犹不肯为夷胁。
何况斯民沐化深，肯向蠢夷甘服压？
蠢夷投饵奸民贪，奸民见马当怀惭。
吁嗟呼！
可怜香港荒烟没，谁肯千金收骏骨？！
今我题诗当史书，壬寅四月节马卒。
詹天佑看到碑刻的落款处是“大清同治元年”，即1862年，立碑时间离碑文中所说陈连升父子在虎门战死和这匹列马的去世已过去二十年。碑文中是字字血泪，詹天佑眼前浮现出虎门海面炮火纷飞的场景，设想着陈连升父子杀敌的情景，想到节马划破长空的悲鸣，不禁联想起炮火连天的福州马尾那场海战，想起那四位与扬武舰一起沉入马尾海港里的留美幼童和七百多位殉难的福建水师官兵，一种难于名状的感伤涌上心头。
学员们都能看懂这《节马图》，没有人出声，都默默地望着詹天佑。詹天佑坚毅的目光从石碑转向海面，望着远方，远方，远方，再远方。是啊，马尚有忠烈，更何况人呢？此时不需要任何语言啊！这次虎门炮台之行，对学员们来说是一次多么难得的爱国主义教育活动啊！詹天佑心中清楚，有时候，行动比语言有说服力得多。
回到舰船上，继续往前行驶。詹天佑和测绘学员迅速投入测量工作中，他们站在甲板和船舱的不同位置，几个人一组，对着不同方位，架着测量仪，有人读数，有人记录，夏日的阳光照在甲板上热得发烫，水面上吹来的海风是热的，詹天佑一遍又一遍地擦着额上的汗水，学员们都习惯了詹教习的工作方式，他在开始工作之前就把各人的角色分配好，一个萝卜一个坑，每一个人各司其责，只要开始工作，是从来不讲话的。有人从舰舱里端上几碗凉了的开水，大家接过喝了，继续工作。詹天佑一方面协调着各组的测量，一方面还要指示舰船开行的方向与速度，有时还具体核对数字。天气实在闷热得不行，他注意到几位学员脸色不好看，马上通知大家休息，回到舰舱用凉水擦身降温或到阴凉通风口乘凉。
有一天，詹天佑与金不换和李福生在甲板上测量，突然李福生指着海边的一坐山峰说：“唉，那座山从原来的海图上看，好象叫零丁山？”
詹天佑说：“不是好象，我们搞测绘的人永远都不能说好象，那就是零丁山！”
李福生与金不换知道詹天佑不喜欢大家在工作时间讲话，也就不再言语。这时，詹天佑倒是望着海面，自言自语起来：
“辛苦遭逢起一经，
干戈寥落四周星。
山河破碎风飘絮，
身世浮沉雨打萍。
惶恐滩头说惶恐，
零丁洋里叹零丁。
人生自古谁无死？
留取丹心照汗青。”
金不换轻轻地问李福生：“詹教习吟的是不是南宋文天祥的《过零丁洋》诗？”詹天佑听到了，答道：“是啊，这是南宋丞相文天祥的诗，大凡我国认得字的人，都知道这首诗。那座山就是零丁山，而我们这里就是零丁洋。在这片水域里，南宋时期曾演绎过一段悲壮的故事。”
听到詹天佑有些谈兴，金不换壮着胆子说：“这首诗实在太感人了，我从细个时候读书到现在，还能一个字不错地背下来。”
李福生说：“可是詹教习去美国那么多年，洋文学得那么好，古诗还这么熟，那就不容易啊。”
詹天佑说：“我们在美国读书，有一个专门监督我们的肄业局，那里的监督和教习对我们可严厉了，生怕我们不认真学汉文，不行中华礼仪，不仅给我们制定了很严的教规，而且日常的督责非常厉害，现在想起来都后怕，但是，如果没有他们的严格管束，我们那些父兄不在身边的幼童真有可能早就变成红毛子了。现在回过头来想，他们那么严厉，也是为了大清国着想啊。”他看了看金不换和李福生，看到他们瞪大眼睛望着自己，继续说：“南宋末年，蒙古军占领中原，南宋朝廷迁至前方新会厓山，身为丞相的文天祥率军进驻潮州潮阳县，想凭借那里的山海之险屯粮招兵，寻机再起。然而元军水陆猛进，文天祥在海丰北五坡岭遭元军突袭，兵败被俘，当时他抱着以身许国的必死决心，曾服冰片自杀，未果。南宋最后据点厓山（在今广东新会南海中）失守后，文天祥被押解同行。船过零丁洋，元军都元帅张弘范对文天祥说，你自己可以不投降，但你能不能招降坚守厓山的张世杰，文天祥对张弘范说：‘我自救父母不得，乃教人背父母，可乎？’于是写下此诗以死言志。这首诗在我们国家已成千古绝唱了。”
金不换说：“詹教习，你平时给讲我们在美国的见闻，我们觉得很有趣，没想到您对咱们国家自己的典故都这么熟悉啊。”
詹天佑说：“我想，我们那些在美国肄业局的汉文监督，在某些方面与文天祥有相似之处。”
金不换和李福生有些不解，疑惑地望着詹天佑。詹天佑说：“看起来文天祥是为了忠于南宋朝廷，报效朝廷的知遇之恩，其实历代文人中象文天祥这样的民族英雄不少，他们表面上是忠于一朝一姓，其实他们是忠诚于一种文化，就是我们中华数千年以来延续的文化习俗和价值观念。我们那些汉文教习啊，生怕我们受美国习俗的影响不能忠于大清国，那种内心的焦急啊，真是令人同情。这些读书人啊，都把自己放在中华文化的守护神这个角色。”
李福生说：“詹教习，你这样学贯中西，你自己觉得中华文化与西洋文化熟优熟劣？”
詹天佑说：“我确实没有专门比较过，但我个人体会是，中华文化与西洋文化并不冲突，二者在某种程度上可以互补。比如，我在美国读书，对美国的生活其实是适应得很好，甚至棒球比美国学生打得还好，那一年，我们离开美国时，在旧金山大胜了奥克兰队。可是，回到大清国，也没有觉得有多少不适应。”
金不换说：“有些人一提到大清国与外国的比较，除了说西洋的船坚炮利外，好象西洋一无是处，你没有注意到啊，现在有些报纸上还在鼓吹要反对洋化呢？”
詹天佑说：“洋化是要反对的。”
金不换看着詹天佑。詹天佑说：“学习西洋科学技术，那不是洋化。所谓洋化是指一切照般洋人的东西。我们大清国有大清国的国情，有些西洋的东西不一定适合我国。”
李福生说：“詹教习啊，你也讲国情？可是有些讲国情的人对我国的国情其实根本是一无所知啊，说来说去就那么几句话。”
詹天佑笑了笑说：“看来你们还是很有自己的思想的。对国家也好，对社会也好，有我们自己的看法是对的，但一定要注意，有些根深蒂固的东西不能强行改变，要慢慢来，我们应适应自己所在的社会。适应不是随波逐流，而是要善于找到自己为社会服务的着力点。个人的力量是很难与社会环境抗衡的。所谓改造社会，那是痴人说梦，只有社会改造人，没有人能改造社会的。一�